这是多年前买的一本物理科普，还是中英对照版本的，居然是到了2022年才开始看。工科的关注朋友放心，敝号依然会持续对这方面的探索，宏观宇宙、微观粒子、机械工程、能源技术。
宏观领域的事物及其规律，常常会以符合我们经验认知的方式进行。可这并不意味着，我们的经验认知就是绝对可靠和唯一可靠的。
此前敝号随笔的康德三大批判，黑格尔的精神现象学，佛经教义乃至列宁的哲学笔记，都反复强调，我们的经验认知并非就是客观自然本身，那是我们经验到的世界，这个世界，在很大程度上，是人类的认知结构造就的。
所以，当物理学深入到极小极快的微观粒子领域去后，就好比从一个世界到了另一个平行世界，看到了一个全新的运行方式。微观粒子领域的运行方式，对我们的经验认知，是颠覆性的。
比如，在我们的认知范围中，物质“是什么”和“发生了什么”是可以明确区分的。如地球（是什么）围绕太阳做轨道运动（发生了什么），而且，物质是什么，与物质发生了什么，可以完全独立毫不相干。可是在粒子领域，粒子是什么，对于粒子将发生什么，和以什么方式运动，密切相关。甚至可以说，是什么，就决定了发生什么，反过来也一样。
关于尺度。
经验世界的尺度，与微观世界的尺度，有一个经典的比例关系——我们眼光所及的办公桌的长宽，乘以10的26次方，就相当于宇宙的半径。反过来，把办公桌的长宽再除以同样的数字，就能得到微观粒子世界的最小尺度。那么最大的尺度——宇宙的半径，与最小的尺度粒子，之间差了多少——10的44次方。
最小尺度其实是用速度衡量的，唯一恒定的标准就是光速。光子没有质量，所以能以光速运行，这体现为质量与能量通过光速的联系——质量越大，速度就会越慢。
现在有了一种设想，叫速子，大家还在探测其存在与否。速子可能比光速更快，在它开始运动之前，就已经到达了目的地。
用实验方法探测到的最小长度是10的负18次方米，换成时间，那就是光速的10的负26次方秒走过的距离。宇宙的年龄137亿年，差不多是10的18次方秒，那么宇宙年龄与微观最小长度之间相差了多少？——也是10的44次方。
也就是说，粒子世界的粒子以光速运行，宇宙的边缘，也在以光速在扩张。两个极端，极大极远，与极小极快，都因为光速相连。
关于旋转。
几乎所有事物都在旋转。太阳每26天自转一周，每2亿3千万年绕银河系公转一周。银河系也在转，然后还在公转。往小了看，分子在自转，原子也在自转，原子核大部分都在旋转，质子、中子、夸克以及胶子，都在自旋。
为啥会这样，不知道。不过，旋转就是事物的本质属性，这一点确凿无疑。
粒子旋转就带有能量，尼尔斯·玻尔用角动量来说明这种动能。他采用的是普朗克常数除以2π来量子化原子的角动量。接着又发现电子的角动量居然是1/2这个数，而且电子这么一个最小单位的玩意，有两个自旋方向——向上，向下。
这么一个向上，一个向下，就决定了粒子性质的差异，进而决定原子、分子的差异，进而是事物的差异。
关于轻子重子。
基本粒子中的轻子是个大类，三大类，六种粒子——电子及其中微子，μ子及其中微子，τ子及其中微子。质量的话，从电子到τ子越来越重，稳定性则恰好相反，电子最稳定，τ子最不稳定。
中微子是个啥东西呢，其实也是理论猜想先提出来的，纯粹是泡利为了解决原子核衰变时的β射线问题——也就是原子核释放一个电子，带来的能量守恒问题。
因为实验发现，原子核衰变发射一个电子，电子带走的能量，并不等于原子核衰变损失的能量，于是他只好假设，与电子一起逃逸的还有一种没有电性的粒子——中性的微子，中微子。
然后就真发现了。
泡利的猜想，后来被费米进一步发展，到了费曼手中成了一个有力的解释工具——用粒子的发生和湮灭来解释四种力的作用原理。
汤川秀树就是按照这个思路，把强相互作用力的交换粒子给想像并找了出来——μ子，之前叫介子，以区别像夸克构成的重子和最基本的电子。
μ子的质量是电子的200倍，寿命却只有两百万分之一秒，比电子短太多了。“μ子为什么这么重？”据说这是理查德·费曼长期保留在他实验室黑板上的一个问题。
上世纪六十年代，马丁·佩尔用电子和正电子对撞，撞出一种新质量粒子——τ子。
这也不是说他拿两个球撞出一个新球，而是通过测算对撞前后的电子动能与质量差异，推测几乎就是在对撞瞬间曾经产生过一种新粒子，而且这个新粒子还有其对应的中微子。
τ子并没有被直接观察到，因为其存续时间太短，永远都只能是“曾经存在”——这不能说是科学家们不严谨，而恰恰是方法与理论能够超越经验能力的例证。
这恰好也是佛学所说的，即生即灭。
至此，最基本的轻子三兄弟都被发现了。电子、μ子和τ子，及其各自中微子，它们被称为基本粒子的三味或者说三色。为啥是三味而不是四味或五味？不知道。
不过物理学界很确认，就是三味，不会再多——观测来自太阳的中微子，数量是电子中微子的三倍。
接着就是重子，重子的基本构建就是著名的夸克。夸克根据质量和自旋状态，又分成六种，每两种为一组，成了三组。又是三。最搞笑的地方，是夸克的自重和自旋都是分数，自旋数是1/2，自重则是1/3。
很遗憾，其实没有夸克的直接观测证据，这也只是个理论设想，只不过是在数学和实验上可以间接证明。
夸克可以构成两类重子——三个夸克可以构成半奇数自旋的重子如质子、中子，正反两个夸克可以构成整数自旋的介子，如玻色子和费米子。
关于作用力。
上面说了那么多“子”，就是为了说明那些强力、弱力、电磁力和引力的作用原理——都是物质之间的粒子交换。
比如，电磁力交换的是光子，弱力交换的是W和Z玻色子，而且，交换的粒子越重，那么力程就越短越弱。
光子没有质量，所以电磁力的力程就长，可以长达几公里；W和Z粒子比较重，所以弱力的力程就很短，只有质子的直径那么远——要靠到那么近，才会产生作用。
强力是束缚夸克组成质子等重子的力，力度巨大，但力程更短。强力的来源是夸克之间交换所谓胶子这种粒子产生的。
为了说明电子之间通过光子的电磁作用，作者用了详尽的费曼图来解释。看到这里我才算又弄懂了一点费曼图的含义——此前在读《理查德·费曼传》时还有几个没搞明白的地方，在这里算是弄通了（随后会发随笔理查德费曼传）。
看费曼图的一个核心理念要注意——粒子在时间里正向运动，同时也可被视为其反粒子在时间上的反向运动！
所以，一个电子和一个正电子相遇——湮灭——产生一个光子，这个时间序列事件，其实也可以是这样的发生的——一个电子沿时间线正向移动，释放一个光子之后，转变为正电子，在时间上反向运动！也就是说，沿时间正向运动的电子，等价于一个沿时间反向运动的正电子。
这在宏观世界的我们无法想象，也觉得不可思议。但在那极小尺度范围内，时间与空间都已经一体化，粒子的运动，其实就是出现和湮灭，因此，在宏观世界看来不可能的反时间运动，也能成为客观事实。
关于概率。
粒子世界主要受概率支配，这一点已经毫无疑义。为什么会这样？要真究起来，宏观世界可以有确定性的规律，何以微观世界就是概率？其实应该可以归结为数量和频度问题。
举个简单的例子：如果一个放射性的原子，平均寿命是十亿年，然后发生衰变，要观察这么一个原子的衰变，就是不可能的事。但如果我们有十亿个这样的原子，那么平均每年就至少有一个原子会衰变，而如果我们能有3650亿个原子，那么平均每天就能有一个原子衰变。
实际上，3650亿这个数量，在微观粒子世界，还只是一个很小很小的数量！
所以说，那么巨大数量的群体，以及每个粒子个体极高的频度，概率成为支配性规则，就成了必然，而且可以频繁地观测到看起来概率很小的事件！
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